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河流作为连接陆地与海洋的桥梁，是全球及区域营养元素生物地球化学循环的重要环节。长江作为我国第一大河，世界第三大河，其营养元素的输送不仅直接影响我国营养盐的空间格局，同时也在全球和区域环境问题中扮演很重要的角色。本文应用环境问题产生的源、流、场理论和生物地球化学循环理论，利用长江干支流14个站点1970～2003年的水文、水化学数据以及长江流域社会经济资料，初次尝试提出流域营养盐输入—河流输出的统计模型及概念模型，并对长江流域营养盐的输送通量、时空变化等进行探讨，所得主要结论如下：
基于河流断面监测数据，分析了1970～2003年长江干支流营养盐浓度及通量变化，包括季节性变化和年际变化。河流输送的溶解态无机氮(DIN)以NO3-为主，其比例达到50-88％，基于对各个子流域丰水期/枯水期的划分，区分了河流输DIN通量中的点源与非点源通量，1980～2000年长江流域点源比例从65％下降到54％，非点源比例从35％增加到46％，因此，在长江流域点源污染依然是影响河口及近海水域水质的主要因素。
本研究基于流域营养盐收支平衡原理，结合数理统计分析方法和地理信息系统技术，建立流域营养盐输入—河流输出模型，是一个新的尝试。利用模型分别对流域20世纪70年代(1970s)、80年代(1980s)、90年代(1990s)及2000～2003年(2000s)的河流年均DIN输出进行模拟，模拟结果表明，1970s河流输出DIN为(19.2±3.6)×107 kg；1980s增加到(67.8±11.3)×107 kg；1990s河流输出DIN为(113.2±13.7)×107 kg；2000～2003年河流输出DIN达到(136.2±16.6)×107kg。研究结果表明，1990s长江输出的DIN通量占全球向海洋系统输送DIN总量(25 Tg)的4～5％。
基于上述模型模拟并预测了流域2020年的营养盐格局变化。在千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment，MA)提出的4种情景下，预测2020年流域输入总氮的变化范围为(4113.3～5819.6)×107 kg，长江输出DIN总量的变化范围为(109.4～210.8)×107kg。